空管自動化系統數據同步技術及實現方法

文/洪陽

現階段，我國航空事業實現蓬勃發展，但在空管保障方面卻面臨著許多的挑戰，針對當前實際情況，民航局空管局提出，到2021年底，中國民航將在全國范圍內全面實現空管自動化系統主備用設備實時同步運行，從而在目前高密度、大流量的運行態勢下，能夠有效改善主、備系統在切換過程中存在的安全問題，從整體上使航空自動化系統服務保障能力得到顯著提升。

1 系統現狀

1.1 主用自動化系統

二十八所自動化系統NUMAN-2000是民航云南空管分局在昆明機場（以下簡稱昆明現場）使用的主用自動化系統。系統完成雷達數據和飛行報文引接，實現飛行計劃處理和多雷達數據融合及相關，形成單雷達和系統綜合航跡以及各類告警。

1.2 備用自動化系統

AirNet空管自動化系統是昆明現場使用的備用自動化系統。該系統采用開放、分布式的體系結構，能夠處理多部雷達數據，采用動態加權數據融合算法，形成的系統航跡穩定可靠、精度高。整個系統配置靈活，擴展方便，能根據實際需要增加席位，以滿足不同的需求。

1.3 數據轉發平臺

數據轉發平臺是獨立運行于主備用系統之外的一套系統，是在實施主備自動化系統同步后實現對外部系統發送飛行動態數據的中間平臺，該系統與主備兩套自動化系統互聯，通過兩臺DCP服務器分別引接由主用系統和備用系統發送的系統綜合航跡、飛行計劃數據、系統實時動態參數。作為主用的自動化系統實時向數據轉發平臺輸送飛行動態數據。同時，數據轉發平臺具備多路可配置的數據轉發鏈路，ATC飛行動態數據經由數據轉發平臺轉換格式后以MH/T4029.3、萊斯、HITT等格式通過網絡或異步方式輸出給外部系統。

2 主備同步的原理與設計

2.1 飛行計劃數據同步

飛行計劃是系統飛行態勢形成的主要數據源，飛行計劃數據包括：航班動態，日期和時間，起飛機場，落地機場，高度層，位置及航路數據，計劃狀態等。飛行計劃具有時效性的特點，需要實時同步。在主備同步中過程中，主用系統對外發送基礎飛行數據交換報文 flight data exchange message ，報文類型以字母“I”開始。包括飛行計劃數據報( IFPL)，飛行計劃刪除數據報(IDEL)，飛行計劃取消數據報(ICNL)。以飛行計劃的刪除為例，作為主用的系統發送IDEL報，報文結構如下：

“ZCZC”+“-TITLE IDEL”

+filtim+ifplid+[addr]+adep+ades+arcid+eob d+eobt+“NNNN”

2.2 系統動態參數同步

當主系統在運行時，相應的會產生一些人機交互，例如扇區劃分、跑道變更、二次代碼的分配與回收，指令高度的修改等信息，這些人工干預影響了最終的飛行動態，而備用系統平時處于無人值守狀態，系統不能實時更進主用系統的動態參數。因此，通過主備同步系統，主用系統對外發送主備空管自動化系統數據交換報文 prime and standby ATC automation system exchange message，報文類型以字母“B”開始。包括二次代碼分配回收報（BSSR），席位扇區分配信息報（BSEC），機場跑道狀態信息報（BRWY），限制性空域狀態信息報（BRTA），席位設置信息報（BCWP），處于備用狀態的系統接收報文并更新相應的狀態信息。以二次代碼的同步為例，作為主用的系統發送BSSR報，報文結構如下：

“ZCZC”+“-TITLE BSSR”

+filtim+ssrcode+ssroper+opertime+adep+ad es+arcid+[Ifplid]+ eobd+eobt+“NNNN”

3 主備同步的實現

3.1 總體結構

數據轉發平臺是一個雙機冗余系統，與主備兩套自動化系統互聯，系統通過兩臺DCP服務器分別引接由主用系統和備用系統發送的系統綜合航跡、飛行計劃數據、系統實時動態參數。二十八所系統DCP服務器上的tcp程序，通過tcpip協議將同步信息發送給備用系統，由AirNet系統DCP服務器的fdi程序進行接收。此外，該系統為獨立的共享數據引接系統，共享的數據具有高靈活性與高拓展性的特點，系統還具備數據檢查、過濾等功能，系統中的fpio日志記錄了系統與系統之間數據存儲轉發的情況，可以通過查詢該日志以此來驗證數據的正確性。

3.2 運行狀態設置

以昆明現場為例，根據當前工作運行情況，如需將AirNet自動化系統作為主用，首先需要在主用二十八所系統的監控上將系統運行模式改為備用模式，此時該系統停止對外發送飛行計劃，只接收飛行計劃。同時，將AirNet自動化系統的系統運行模式改為主用模式，與此同時，應將AirNet轉報鏈路改為雙工，即“同時收發”。當某系統處于備用狀態時，應將該系統轉報鏈路改為單工，即“只收不發”，以防止該系統對外發送重復電報造成影響。此時，系統切換已完成，外部系統（場面監視系統，塔臺電子進程單系統，數字通波，數字放行）的飛行計劃現在由二所提供。整個切換過程不會造成飛行計劃的中斷，真正的實現了無縫切換，大大減少了系統切換帶來的不利影響。

4 結論

綜上所述，在空管主備系統中，飛行計劃、綜合航跡等實現數據同步，不但能夠使主備系統間的安全切換問題得到有效解決，而且還能夠有效防止系統切換帶來的其他不良影響。在系統順利切換后，能夠為管制人員提供與切換前相一致的信息，使管理生產變得更加安全、連續、可靠。